CN108745267B - 一种整体式陶瓷丝网波纹填料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体式陶瓷丝网波纹填料，它包括填料本体，填料本体上间隔设置有若干层波纹状的孔洞，选用不同目数的蜂窝状聚氨酯海绵体，固定好海绵体，利用机械夹板将海绵体夹紧至海绵体具有一定紧实度的合适位置，通过自动化机械手将不锈钢锉刀将锉刀垂直钻孔，使海绵体上形成有孔洞，将海绵体浸渍在浆料中，再将得到均匀附着陶瓷浆料的海绵体晒干，将晒干的浸渍有浆料的海绵体，固化成型后送入天然气梭式窑炉中烧成，本发明重量只有传统陶瓷波纹填料的30%，且解决了传统的金属规整填料不耐腐蚀，亲水性能差的问题。本发明分离精馏效率高，流动阻力降低，可大幅度降低企业的设备建造和设备运行成本，达到为企业提产增效，节能减排。

Description

一种整体式陶瓷丝网波纹填料及其制造方法

技术领域

本发明涉及陶瓷波纹填料，尤其是涉及一种整体式陶瓷丝网波纹填料。

背景技术

当前，用于化工、石化、制药、农药等工业的干燥塔、洗涤塔、吸收塔和精馏分离塔设备中的填料有多种多样，由于波纹板填料在上下相互堆积时，其填料接触面上的波纹形流动通道呈直线形且垂直交错，因而液体在填料层之间的流动方向就会产生变化，使液体在填料层之间流动速度加快，流动阻力减小，从而提高液体精馏分离效果。因此在精馏分离塔中大都采用波纹填料。目前波纹板填料有用不锈钢丝网通过焊接而成的金属丝网波纹填料，用陶瓷波纹板组合而成的陶瓷波纹规整填料和用泡沫陶瓷浇灌而成的陶瓷丝网波纹填料。不锈丝网通过焊接而成的金属丝网波纹填料耐腐蚀性差，金属材料亲水性差不利于气液传质交换，且金属材料消耗大，更换周期短，制造成本高；陶瓷波纹规整填料耐腐蚀性好，陶瓷材料亲水性好，但是相比较金属规整填料，其空隙率低，通量小，阻力降大，传质效率不如金属丝网填料，且陶瓷规整波纹填料重量太大，应用受到很多的局限；陶瓷丝网波纹填料它具有空隙率高，比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀且具有良好的机械强度，陶瓷丝网波纹填料具有金属丝网波纹填料一样的三维网状结构，气液在陶瓷丝网填料层间交换充分，传质效率出众，且其重量与金属丝网填料相当，可以广泛替代传统金属丝网波纹填料，且陶瓷材料亲水性能好，使用应用前景非常广泛。

发明内容

针以上述现有技术中传统波纹填料所存在的问题，本发明提供了一种不仅具有高理论板数，高分离效率，并且具有抗腐蚀，耐高温，重量轻的优良特性的陶瓷丝网式波纹填料载体。本发明所述填料重量只有传统陶瓷波纹填料的30%，而且解决了传统的金属规整填料不耐腐蚀，亲水性能差的问题。本发明分离精馏效率高，流动阻力降低，可大幅度降低企业的设备建造和设备运行成本，达到为企业提产增效，为国家节能减排的功效。

本发明所述一种整体式陶瓷丝网波纹填料，它包括填料本体，所述填料本体上间隔设置有若干层波纹状的孔洞，所述孔洞横截面为三角形、圆形、正六方形或方形，并按下述方法步骤制造而成：

a、选用不同目数的蜂窝状聚氨酯海绵体，固定好海绵体，利用机械夹板将海绵体夹紧至海绵体具有一定紧实度的合适位置，按照预先设定好的孔洞位置，再用安装与对应孔洞数量相同的不锈钢锉刀，通过自动化机械手将不锈钢锉刀倾斜45-60度在上述已夹紧的海绵体上倾斜钻孔或者将海绵体旋转45-60度成倾斜状，通过自动化机械手将不锈钢锉刀将锉刀垂直钻孔，将整块的海绵体加工成孔洞呈波纹形的海绵体，使海绵体上形成有呈倾斜状交错叠加的孔洞，而后清除孔洞内杂物，松开机械夹板，海绵体恢复到原状，海绵体上就可形成若干排交错分布的孔洞，

b、浆料的制备：用煅烧40-50wt%的三氧化二铝粉、30-40wt%的二氧化硅粉末、5-10wt%的水洗高纯高岭土、3-5wt%的磷酸、1-3wt%的氯化钾，2-3wt%的白炭黑、2-3wt%的微米级陶瓷增强剂、1-3wt%的微米级膨润土和适量的水混合球磨制成浆料，

c、将已形成波纹孔洞的海绵体浸渍在浆料中，然后再将浸渍过的海绵体放入辊压机中进行辊压，将多余的浆料挤压出来，再将得到均匀附着陶瓷浆料的海绵体放置在平整的带孔铝板进行晒干，并上下用带孔铝板夹住，防止海绵变形，

d、将晒干的浸渍有浆料的海绵体，送入烘房中，在100-120°C下烘烤48小时以上，使其外观固化成型，得到陶瓷丝网波纹填料坯体，

e、将陶瓷丝网波纹填料坯体送入天然气梭式窑炉中烧成，以1度/分钟的速度缓缓升温至400°后，保温1h，再以0.5度/分钟的速度缓慢升温到900°，保温1h, 然后继续升温到1300°，保温半小时后关闭火源，使窑炉缓慢降至常温出炉，海绵烧化，浆料硬化，得到整体式陶瓷丝网波纹填料。

本发明所具有的特点：本发明所述的整体式陶瓷丝网波纹填料不仅在填料本体上形成有细小、无序分布、贯通蜂窝孔（类似海绵状孔），而且在填料本体之间加工具有呈波纹形的孔洞（有序分布的大孔洞），这样相对于全部是海绵状孔的填料，不仅可使填料本体具有较高的抗压强度，而且填料本体的孔隙度提高50-70%，整体式陶瓷丝网波纹填料不仅具有高理论板数，高分离效率，并且具有抗腐蚀，耐高温，重量轻的优良特性，而且同一规格填料重量只有传统规整波纹填料的30%，解决了传统的金属规整填料不耐腐蚀，亲水性能差的问题。

本发明所述填料重量只有传统陶瓷波纹填料的30%，而且解决了传统的金属规整填料不耐腐蚀，亲水性能差的问题。本发明分离精馏效率高，流动阻力降低，可大幅度降低企业的设备建造和设备运行成本，达到为企业提产增效，为国家节能减排的功效。

附图说明

图1由整块海绵体直接钻孔制成的整体式陶瓷丝网波纹填料的主视结构示意图，

图2是整体式陶瓷丝网波纹填料的俯视结构示意图，

图3是本发明的所单块波纹板的立体结构示意图。

在图中，1、填料本体 2、孔洞 3、蜂窝孔 4、孔洞壁 5、倾角。

具体实施方式

实施例1，如图1和图2所示，整体式陶瓷丝网波纹填料，它包括填料本体1，所述填料本体1上间隔设置有波纹状分布的孔洞2，孔洞横截面呈三角形，可为圆形、正六方形或方形，孔洞之间的孔洞壁4上形成有蜂窝孔3，它按下述方法步骤制造而成：

a、选用不同100-200目数的蜂窝状聚氨酯海绵体（长方体，也可是正方体），固定好海绵体，利用机械夹板将海绵体上下面夹紧至合适的紧实度后，根据夹紧后海绵体厚度，在该厚度的侧面上按照预先设定好的孔洞大小和位置以及孔洞的排数，使孔洞之间保持合适的孔洞壁厚度，所述三角锉刀的大小、数量和分布与根据紧实度用电脑换算而来的孔洞大小、位置和排数相对应，将上述三角锉刀在机械手上，利用机械手旋转（45-60°）将海绵体加工成有波纹形孔洞的海绵体，使海绵板上形成有呈倾斜状（45-60°）的孔洞2，然后再将海绵体旋转180度（或者将机械手旋转180度），与第一次钻孔的位置平移一个钻孔的位置，交错钻孔，第一次和第二次的钻孔间隔交错排列，而后清除孔洞内海绵等杂物。一般下，所述三角形孔洞的孔洞壁厚度为三角形孔洞（三角形孔边长）的四分之一至三分之一，既要保证有较大尺寸的孔洞，又要保证孔洞之间有一定的壁厚，以确保整体陶瓷丝网波纹填料的强度达到技术要求。或将夹紧后的海绵体旋转（45-60°），机械手垂直对海绵体加工，再将海绵体四边进行修切，使四边与机械手加工方向成夹角5为45-60°。也可以采用海绵板（相对较薄）在用夹板压实后，利用上述三角锉刀加工成图3所示的单块海绵板，

b、浆料的制备：用煅烧三氧化二铝粉50wt%、二氧化硅粉末30wt%、水洗高纯高岭土5wt%%、重量百分比浓度为85%的磷酸5wt%、氯化钾3wt%，白炭黑3wt%、微米级陶瓷增强剂2wt%、微米级膨润土2wt%和适量的水混合球磨制成浆料，

c、将浸渍过的海绵体放入辊压机中进行辊压，将多余的浆料挤压出来，将出料面修理平整，再将得到均匀附着陶瓷浆料的海绵板放置在平整的铝板上进行晒干，并上下用铝板夹住（最好在孔洞内塞入成型托块支撑海绵体），防止海绵体变形，使海绵体恢复并保持未夹紧前的自由状态，

d、将已晒干的浸渍有浆料的海绵体，送入烘房中，在100-120°C下烘烤48小时以上，使其外观固化成型，得到陶瓷丝网波纹填料坯体（或称填料本体1），

e、再将整体式陶瓷丝网波纹填料坯体送入天然气梭式窑炉中烧成，以1度/分钟的速度缓缓升温至400°后，保温1h，再以0.5度/分钟的速度缓慢升温到900°，保温1h, 然后继续升温到1300°，保温半小时后关闭火源，使窑炉缓慢降至常温出炉得到整体式陶瓷丝网波纹填料。

当采用单块海绵板来加工孔洞时，同样按上述方法将其浸渍在浆料中，经定型、晒干，得到单块陶瓷丝网波纹填料坯体，再用粘合剂将单块陶瓷丝网波纹填料坯体相互叠层组合成整体式陶瓷丝网波纹填料坯体，再将叠层组合而成的整体式陶瓷丝网波纹填料坯体进行高温烧制也可得到整体式陶瓷丝网波纹填料。

实施例1制得的整体式陶瓷丝网波纹填料性能指标：

抗压强度：17.5MPa，堆积比重：180.5kg/m3

比表面积：800m²/m³，空隙率：92%，

密度：1.42g/cm³，耐酸碱度：99.5%。

实施例2，实施例2除浆料与实施例一中的浆料配比上有不同外，其它制备方法与实施例1相同，实施例2中的浆料：用煅烧三氧化二铝粉40wt%、二氧化硅粉末40wt%、水洗高纯高岭土10wt%%、重量百分比浓度为85%的磷酸3wt%、氯化钾1wt%，白炭黑2wt%、微米级陶瓷增强剂2wt%、微米级膨润土2wt%和适量的水混合球磨制成浆料。

实施例2制得的整体式陶瓷丝网波纹填料性能指标：

抗压强度：16.3MPa，堆积比重：201.5kg/m³，

比表面积：800m²/m³， 空隙率：91%，

密度：1.52g/cm3，耐酸碱度：99.5%。

以上实施方式仅用本说明发明专利的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本发明专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明专利技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明专利的权利要求保护的范围中。

Claims (2)

1.一种整体式陶瓷丝网波纹填料的制造方法，所述填料包括填料本体（1），所述填料本体上间隔设置有若干层波纹状的孔洞（2），所述孔洞横截面为三角形、圆形、正六方形或方形，其特征在于：所述整体式陶瓷丝网波纹填料按下述方法步骤制造而成：

a、选用不同目数的蜂窝状聚氨酯海绵体，固定好海绵体，利用机械夹板将海绵体夹紧至海绵体具有一定紧实度的合适位置，按照预先设定好的孔洞位置，再用安装与对应孔洞数量相同的不锈钢锉刀，通过自动化机械手将不锈钢锉刀倾斜45-60度在上述已夹紧的海绵体上倾斜钻孔，或者将海绵体旋转45-60度成倾斜状，通过自动化机械手采用不锈钢锉刀垂直钻孔，将整块的海绵体加工成孔洞呈波纹形的海绵体，使海绵体上形成有呈倾斜状交错叠加的孔洞，而后清除孔洞内杂物，松开机械夹板，海绵体恢复到原状，海绵体上就可形成若干排交错分布的孔洞，

b、浆料的制备：用40-50wt%的煅烧三氧化二铝粉、30-40wt%的二氧化硅粉末、5-10wt%的水洗高纯高岭土、3-5wt%的磷酸、1-3wt%的氯化钾，2-3wt%的白炭黑、2-3wt%的微米级陶瓷增强剂、1-3wt%的微米级膨润土和适量的水混合球磨制成浆料，

c、将已形成波纹孔洞的海绵体浸渍在浆料中，然后再将浸渍过的海绵体放入辊压机中进行辊压，将多余的浆料挤压出来，再将得到均匀附着陶瓷浆料的海绵体放置在平整的带孔铝板进行晒干，并上下用带孔铝板夹住，防止海绵变形，

d、将晒干的浸渍有浆料的海绵体，送入烘房中，在100-120°C下烘烤48小时以上，使其外观固化成型，得到陶瓷丝网波纹填料坯体，

e、将陶瓷丝网波纹填料坯体送入天然气梭式窑炉中烧成，以1°C /分钟的速度缓缓升温至400°C后，保温1h，再以0.5°C /分钟的速度缓慢升温到900°C，保温1h, 然后继续升温到1300°C，保温半小时后关闭火源，使窑炉缓慢降至常温出炉，海绵烧化，浆料硬化，得到整体式陶瓷丝网波纹填料。

2.根据权利要求1所述的一种整体式陶瓷丝网波纹填料的制造方法，其特征是：所述浆料的制备是：用煅烧三氧化二铝粉50wt%、二氧化硅粉末30wt%、水洗高纯高岭土5wt%、重量百分比浓度为85%的磷酸5wt%、氯化钾3wt%，白炭黑3wt%、微米级陶瓷增强剂2wt%、微米级膨润土2wt%和适量的水混合球磨制成浆料。

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